CN103797372B

CN103797372B - 借助于电流互感器测量电流的方法和设备

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Publication number: CN103797372B
Application number: CN201280045038.XA
Authority: CN
Inventors: 斯蒂芬·拉瑟斯曼恩
Original assignee: EAN ELEKTROSCHALTANLAGEN GmbH
Current assignee: EAN ELEKTROSCHALTANLAGEN GmbH
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2017-11-24
Anticipated expiration: 2032-07-12
Also published as: RU2014105458A; EP2732293A1; RU2608329C2; TR201810074T4; EP2732293B1; CA2845464A1; HUE039494T2; CA2845464C; BR112014000740A2; PL2732293T3; ES2682276T3; UA115653C2; WO2013007240A1; PT2732293T; DE102011107721A1; DK2732293T3; CN103797372A; DE102011107721B4; US20140159704A1; US9678112B2

Abstract

一种借助于感应差动电流互感器测量差动电流的方法和设备，所述差动电流除了交流电流分量外还包含直流电流分量。已知的测量混合电流的方法需要关于线圈绕组、磁芯材料和铁心数量而特别地设计电流互感器。所述新的方法使用常用于测量纯差动交流电流的同样的电流互感器进行处理。根据本发明，控制所述电流互感器的所述二次线圈(3)，使得不管是否测量所需的所述差动电流和所述二次电流(Is)，与所述铁心中的所述二次线圈(3)关联的所述磁通量(Ф)都保持恒定。为此，一方面，通过电力地产生负的电阻器(Rz)，在所述二次电路(4)中补偿所述二次线圈(3)的所述欧姆电阻器(Rcu)；且另一方面，通过将所述铁心的所述饱和通量(Фs)用作参考点，周期性恢复规定的磁通量。

Description

借助于电流互感器测量电流的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种借助于电流互感器测量电流的方法及设备。特别地，本发明涉及一种测量差动电流的方法和设备，该差动电流除了交流分量外还包含直流分量，且因此为混合电流。

背景技术

差动电流和/或剩余电流的测量是工业设备和电气设备的安全工程领域中最至关重要的，尤其对于防止人们被电击，以及防止机器、工业设备和电气设备因不想要的或错误的电流而造成故障和损坏。可能发生这样的不想要的电流的一种示例是所谓的接地故障。在接地故障的情况下，电导体形成与地电位之间无意的电连接，也即，在导体和地电位之间存在低电阻。电流，剩余电流或差动电流流过此电阻。在电气设备运行期间，当超过阈值时，这会出现问题和重大威胁。

为了防止这样的威胁而确定装置中的差动或剩余电流的存在和大小。在剩余电流的情况下，区分平滑的DC剩余电流和脉动的DC剩余电流以及AC剩余电流。感应电流互感器或总和互感器用于检测交流剩余电流。感应电流互感器或总和互感器通常包括铁磁互感器铁心，在该铁磁互感器铁心上，互感器线圈(例如铜线)作为二次绕组设置。为了检测例如差动电流，结合有问题的电气设备电路的供电线和返回线并引导其并行地一起通过电流互感器。供电线和返回线一起形成电流互感器的一次绕组，由此，一次绕组不需要多次或一次卷绕铁磁互感器铁心，而是通常可以包括以笔直的方式嵌入并穿过互感器铁心中部的导体。更具体地，被简单地推入的导体确切地说是一个绕组，其在远离互感器铁心处闭合。

当电气设备正常工作时，例如，当电导体和地电位之间的电阻足够大时，将抵消通过电流互感器的供电和返回线之间的电流的总和，且电流互感器将不输出任何信号。但是，在电气设备中存在不想要的电流的情况下，将测量到有限的差动电流。

和互感器一样，感应电流互感器仅对交流电流敏感，因此，不进一步测量时，直流电流不会输出合适的信号。但是实际上，由于(例如，因对人类增加的风险)主要对差动电流的直流电流分量的检测更感兴趣，已提出了包括电流互感器的不同的设备，其也能够测量差动电流的直流电流分量。

从DE102005028881 B4习得一种检测剩余电流的剩余电流分析器以及具有用于检测AC剩余电流和脉动直流电流的感应总和电流互感器的设备，其中，通过将检测到的差动电流信号过滤并分离成低频和高频子信号并对其分析，可检测到剩余电流，该剩余电流通常无法用这种电感和电流互感器检测到。此外，提出了剩余电流分析器的校准，该剩余电流分析器通过总和电流互感器上的额外的绕组来馈送特别可调的且已知的剩余电流以进行校准。但是，测得的直流电流不平滑。

DE 102 37 342 A1公开了一种监控交流电网中的剩余电流的方法和设备，其中，电流传感器用于检测电流并数字化该电流；随后，计算和电流。根据电压相位，和电流被分成有功和无功电流分量，使电流和的与频率相关的加权成为可能，该加权对应于剩余交流电流。仅在使用直流电流传感器时能够检测到剩余直流电流。为了测量相当小的差动电流，例如10A+(-9.99A)＝10mA，需要准确且昂贵的电流传感器来使其实际上得以实现。

此外，使用感应电流互感器测量混合电流且尤其是平滑的DC剩余电流的方法是已知的，其利用基于铁磁互感器铁心的磁滞和/或磁化曲线B(H)的磁通密度B和场强H之间的非线性。更特别地，利用了以下事实：互感器铁心因通过主导体的电流越来越多而达到饱和，由此，使磁化曲线B(H)停止朝向更高的一次电流而增加，并因此导致磁导率由通过主导体的电流决定。在测量技术方面，其因此确定存在的差动电流的瞬时值，假定互感器铁心的磁化曲线上的点，由此，磁化曲线上的该点的dB/dH的上升确定了电流互感器的二次电路的线圈的差动电感，然后借助于适当的电路测量该差动电感。

在DE 19943802和/或EP1212821中使用了受控电感的原理。由此，可在谐振电路的失谐的基础上检测线圈电感的变化。在DE 19943802中使用了变换器电路的原理，由此，差动电流作为变换器的控制电流。当存在DC剩余电流时，铁心磁化强度发生变化并改变线圈电感。由此根据谐振电路的失谐检测线圈电感中的变化。在DE 3642393 A1和DE 3543985A1中描述了受控电感的原理的应用的其它示例。

将线圈用作应用在多谐振荡器中的反相和频率确定组件也是已知的。这产生了线圈上的矩形交流电压，使得铁磁互感器铁心总是在其两个饱和磁通量之间来回震荡。磁化电流由此流过线圈。由于遍历互感器铁心的磁通量几乎与差动电流的瞬时值无关，其可通过互感器铁心材料的适当形式的磁化曲线而在这样的设备中实现。由此可见，由线圈生成的磁偏移电压来补偿互感器铁心上由差动电流生成的每个磁电压。多谐振荡器的磁化电流叠加在与差动电流成比例的反向电流上，然后借助于合适的电路测得。

DE 19826410 A1显示了全电流敏感的差动电流传感器的基本电路，由此，用两个应用线圈实现多谐振荡器。

在EP1267467 A2中描述了一种调制震荡电路，其包括具有线圈的多谐振荡器。本文中，磁化电路中的电阻器造成反向电流，影响生成的矩形交流电压的脉宽比。但是，在EP1267467中记载着，在所描述的方法中，通过高频差动电流分量，会发生违反香农采样定理的现象。根据该解决方案，提出了：互感器铁心中的例如由多谐振荡器的高频差动电流分量生成的磁电压可由相反的磁电压补偿。相反的电压由另外应用的线圈生成，该另外应用的线圈经由高通滤波器与额外的电感操作互感器连接。通过此测量，可避免多谐振荡器中高频差动电流分量和多谐振荡器频率之间的混叠效应。

DE 3 534 985 A1和DE 3 543 948 B1公开了一种用于检测通用电流的剩余电流断路器，包括两个总和电流互感器。以此方式，一个总和电流互感器改变脉动和交流电流，且第二个总和电流互感器检测直流电流。

从DE29705030习得一种检测通用电流的剩余电流断路器，具有和电流互感器。这里，提供了具有两个分立的脉动和/或交流以及直流电流的评估电路的总和电流互感器，其由时钟或滤波器操作。在此情况下，电流互感器要么与评估电路在时钟脉冲上交替工作，要么经由波滤器同时与两个评估电路相连。

已知的具有感应电路互感器的解决方案的缺陷在于：DC剩余电流的测量间接受到评估交流电流分量的影响，为此确定电感中的变化。这导致评估和连接电路的复杂。此外，需要满足在线圈绕组和铁心材料方面增加的需求。而且，所描述的用于检测混合电流的电流互感器的绕组的数量通常高于用于检测交流电流的绕组的数量。在一些实施例中，测量用电子元件的一部分安装在互感器外壳中，其需要电源。其它版本在互感器铁心上具有两个线圈的条件下工作，且需要四线连接。

这些都限制了对已有可用的或已经内置的用于检测交流电流的电流互感器进行改进以检测混合电流的可能性。

此外，安培范围内的混合电流的测量还可选地在霍尔电流互感器的帮助下实现，其中，霍尔元件位于铁磁铁心的空隙中。被铁心围绕的主导体中的电流引起通过霍尔元件的磁通并引起可评估的霍尔电压。霍尔电流互感器通常根据补偿原则工作。为此，将线圈设置在互感器铁心上。通过与霍尔元件连接的控制电路对其进行控制，使得通过霍尔元件的磁通量总是等于零。由反向电压来补偿封闭的主导体生成的每个磁电压。其所需的必要的反向电流与主导体的电流成比例，且为这样的互感器的输出信号。

霍尔电流互感器不适用于测量差动电流，该差动电流可在10mA范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种合适的混合电流的测量方法及对应的测量设备，该测量设备与常用于测量AC剩余电流的同样的电流互感器协作。

根据本发明，提供了一种根据独立权利要求的测量电流的方法及对应的设备。

可看到，有利地实现的本发明的基本思想在于将应用于霍尔电流互感器的补偿原则转用到感应电流互感器中。因此，例如，无论是否出现差动电流且为了测量通过线圈的对等的反向电流，将与线圈相关的磁通量自动保持为恒定。这允许基于二次直流电流来确定差动电流的直流电流和交流电流分量。

在根据本发明的方法中，借助于负的欧姆电阻Rz来补偿线圈的欧姆电阻Rcu，使得由一次电流感应出的二次电流的直流电流分量维持在二次线圈中，该负的欧姆电阻Rz形成电流互感器的二次电路中的可控有源偶极子。此外，为了在互感器铁心中产生规定的磁通量，经由线圈在铁心中耦合预定的脉冲序列，其中，通过对互感器的线圈施加第一电压脉冲或电流直至出现饱和通量来磁化互感器铁心。随后，通过施加另外的电压脉冲，再次减小相反极性的且规定的电压-时间区域的磁通量。

还提供了一种测量电流的设备，其适用于与电流互感器的线圈的二次端子耦合，并与电流互感器协作，以实现根据本发明的方法。

此外，提供了一种测量电流的系统，其具有电流互感器和根据本发明的设备。

说得更明白些，根据本发明的原理，借助于电路形成有源偶极子，该有源偶极子具有与电压和电流有关的、负的欧姆电阻Rz的特征，其中，此有源偶极子与线圈连接，且通过测得的信号确定此有源偶极子的尺寸并控制此有源偶极子，使得其负电阻的量相当于二次线圈的欧姆电阻Rcu。线圈和有源偶极子的串联电路的欧姆总电阻Rg变为零。由于线圈作用在铁心上的此电阻补偿，铁心几乎与理想导体一样，并抵销磁通量中与其关联的每个暂时变化。

可基于公式讨论本发明的效果，该公式包括电感器和欧姆电阻的电路中的直流电流的时间特性。对于二次电路，该公式具有以下形式：

这里，I_S0是二次直流电流的初始值，Ls是线圈电感，Rcu是二次线圈的欧姆电阻，Rz是负的欧姆电阻，T是电路的时间常数。由于本发明的电阻补偿，二次电路的欧姆总电阻Rg接近零，且因此，时间常数T接近无穷大，使得有限的较大的时间t的指数函数保持为值1。由于电感是互感器的一部分且存在与由互感器封闭的一次铁心的电感耦合，二次直流电流Is0的初始值转变为差动电流。如果初始Is＝0且然后差动直流电流开始流动，则出现二次直流电流，由于无穷大的时间常数，该二次直流电流不减小。

通过所描述的根据本发明的电阻补偿，可有利地并可靠地确保：根据所测得的电流互感器的二次电流，可确定实际的二次直流电流和/或与主导体的混合剩余电流对应的反向电流的准确振幅。

这尤其可通过根据本发明的电压脉冲的脉冲序列实现，该电压脉冲的脉冲序列在定期的测量周期期间通过线圈耦合进来。首先对线圈施加电压脉冲形式的直流电流电压直至互感器铁心安全地达到其饱和磁通量或磁通饱和，由此通过该脉冲序列在互感器铁心中产生规定的磁通量，然后出现参考点；由于为饱和状态，铁心材料的磁化曲线非常平(dB/dH较低)且饱和磁通量因此几乎与差动和二次电流无关。根据本发明，始于此参考点，通过施加相反极性和规定的电压-时间区域的电压脉冲，加入小的时间延迟，产生规定的磁通量，由此提供剩余磁通量。根据本发明的方法因此独立于起始时间，且只有这样才能适用于实践：因为必须从差动电流可以流动的特定的时间开始激活电阻补偿，例如根据本发明的设备启动的时间。从这点往后，互感器铁心中磁通量的电阻补偿的唯一应用将保持恒定但未知。更确切地说，二次电流将具有不准确地对应于感兴趣的反向电流的时间特性，该反向电流产生差动电流的偏移电压的磁性。更合适地，二次电流为反向电流和磁化直流电流的和，这维持对抗铁心磁阻力的现有磁通量。根据本发明，此磁化直流电流相当于剩余磁通量(例如，产生的磁通量)，且在下文中将称作剩余电流。

本发明适用于强电流以及在例如低于10mA的范围内的混合电流的测量。本领域的技术人员意识到，本发明有利地适用于大量不同的互感器。特别地，本发明适用于差动电流测量的标准互感器，其通常具有高渗透性的软磁性材料的铁心，以及具有二线连接的500至1000圈的二次线圈。许多制造商提供了各种形状的上述构成部分，使得可使用多种多样的产品。在电气设备中，通常已存在监控AC剩余电流的系统，且应可花费较少的努力对其进行扩展以监控及检测混合电流，并保留标准互感器。因此，本发明通过在技术上增加混合电流的比例，带来了更低的费用且基本上允许更广泛地使用监控网络。

通过说明书和所附的从属权利要求，本发明的有利的实施例显而易见。

根据本发明的一种实施例，选择其它电压脉冲的电压-时间区域，且在该其它电压脉冲之后，将具有相反的极性的、规定的第三电压脉冲施加到该其它的电压脉冲中，使得该互感器达到工作点，其中，通过与饱和电流相关的较小的磁化电流，互感器的差动电感尽可能地大。

因此，由于这三个特别的电压脉冲，运行退磁序列可实现剩余电流和剩余磁通量的最优设定。结果，可进一步提高测量敏感度。

根据本发明的其它部署，对于两个饱和极性，以交替施加具有预定频率以及分别相反的符号的脉冲序列的方式确定磁化电流，该磁化电流对应于如线圈中如所规定地产生的磁通量。然后，确定生成的矩形交流磁化电流的振幅。

因此，可以方便的方式重复实施本发明且可提高测量准确性。由于因使用的频率而存在规定的间隔长度，这还是方便的。此外，获得了具有正、负极性的数据，其然后进一步提高了整体实现精度。

具有循环时间的测量循环优选地周期性形成，其在每个周期中有着具有退磁的时间间隔和具有测量时间的时间间隔。

根据本发明的一种有利的实施例，选择性地根据在互感器的二次电路中流动的电流或根据互感器的二次电路的压降来确定测量信号。

通过这样，可有利地提供其他信号信息，并分析该信息的例如时序特性，该信息的测量结果已得到改善。

可例如通过滤波器来确定或生成该测量信号。

根据此有利的实施例的部署，确定所生成的矩形磁化交流电流的振幅，并生成校准信号，该校准信号对应于矩形磁化交流电流的特性和振幅，且可通过减去计算出的校准信号来校准该测量信号。

通过这样，可以方便的方式实现：在很大程度上独立于标本公差且与互感器铁心的温度无关等地执行该方法。因此，由于在电流测量期间明确地确定了剩余电流，减小了系统误差。作为此剩余电流补偿的结果，不需要纯粹的补偿，且然后该纯粹的补偿可被馈送到有效值队列，或被馈送到其它过程。

在此部署中，利用了以下事实：如果交替并周期地运行根据本发明的具有正、负饱和的退磁序列，由于两个退磁序列后的退磁曲线的对称性，留下的是同样但具有相反符号的剩余电流。更具体地，在二次电流的时序过程中出现了具有循环频率fz的矩形磁化交流电流，该矩形磁化交流电流叠加在由剩余电流产生的反向电流上。可以例如简单的方式，通过二次电流与循环频率以及循环同步正弦信号的相关器来确定其振幅。

根据本发明的一种实施例，为了进一步的处理而调整测得的信号，使得与预定的脉冲序列的时间间隔对应的、测得的信号中的时间间隔具有预定的恒定值，特别是零值。

在此有利的实施例中，由于由脉冲的规定特性引起的效果无助于感兴趣的反向电流的测量，实际上反倒是干扰了测量，其大部分被去除，从而提高了可实现的固有精度。

调整后的测得的信号可与窗函数相乘，特别地，与循环频率和循环同步正弦信号相乘。

由此，可有利地减少或避免测量信号中的急剧升降的边转点，且可将高阶谐波的幅度减小到较小值，这通常大量简化了混合电流的测量值的分析。

根据另一种有利的部署，根据所确定的二次线圈的欧姆电阻Rcu的不完全补偿或过补偿，控制生成的负的欧姆电阻Rz的大小。

因此，可检测磁通量中随着时间推移的即使很小的变化并将该变化考虑到感兴趣的差动直流电流的计算中，该变化可引起随着电阻补偿的激活而出现的磁化电流的显著偏差。因此，即使电阻补偿实际上未能准确工作，仍然能够提高本发明的可靠性；仍会获得恒定的磁化电流。

优选地，基于由测量信号确定的谐波的振幅来确定二次线圈的欧姆电阻Rcu的不完全补偿或过补偿，这在矩形磁化交流电流偏离矩形信号形式的情况下发生。

因此，特别优选地，由处理器处理和计算测量结果。

现在可有利地根据测量信号以及所确定的不完全补偿或过补偿来确定待测量的电流。

根据本发明的另外的有利的实施例，检测并随后补偿特别是由所用的电子元件引起的、二次电路中出现的偏移电压。

这使得可能补偿温度依赖性，以及补偿根据本发明的设备的电子元件的制造公差，且允许并有利于精确的处理。

因此，由线圈以及各种电路形成二次电流，由此，要求这些电路能够准确地处理直流电流信号。如果二次电流流过有源偶极子，要求此形成与二次电流成比例的压降，这尤其意味着在二次电流为零时该压降等于零。由于例如有源电子元件的偏差或制造公差以及温度依赖性，没有进行相应的补偿的、准确的直流电流信号处理通常引起多个问题。在运算放大器中(用运算放大器有利地实现二次电路的各电路)，此问题以偏移电压的形式显现。此电压逐项改变且随温度变化。有源偶极子的用于运算放大器的偏移电压意味着有源偶极子两端的与电流成比例的压降被叠加到较小的、不想要的直流电流电压上。电压源与电流传感器还因同样的原因将不想要的直流电流电压带入二次电路中。现在，这些都根据本发明有利地得到补偿。

优选地，借助于相关性确定偏移电压的值，由此，根据测量信号确定谐波的振幅，该谐波既未出现在矩形信号中也未出现在双锯齿形信号中。

因此，可以方便的方式确定偏移电压，例如，借助于处理器。

根据一种有利的实施例，螺线管为互感器的二次线圈，用于提供通过互感器铁心的预定的脉冲序列。

因此，除了一次电流导体之外，仅使用一个线圈以成本效益的方式实现了混合电流的测量。二次线圈用于生成脉冲序列以及用于电阻补偿。

可选地，本发明应用在具有其他线圈的互感器中。在另一种实施例中，使用具有一个或多个绕组的多个电流互感器，由此，有利地进一步提高了冗余和安全性。例如，根据本发明，可使用另一个线圈，且该线圈输出预定的脉冲序列，而二次绕组用于测量。

在本发明的一个实施例中，该设备包括与控制器连接的至少一个可控电流源以及至少一个电流表。

此外，该设备优选地具有控制器，用于电阻补偿以及调整随温度变化的、有源偶极子的负电流值。

在特别有利的实施例中，控制器用微控制器实现。

在这种情况下，由于仅通过软件或固件执行该处理而不需要较大的电子模块，本发明成本不高，此外还比较小且紧凑。

本发明还提供了一种借助于电流互感器测量电流的方法，包括以下步骤：用电气设备扩展电流互感器的二次电路，使得有源偶极子形成负的欧姆电阻Rz，互感器的二次电路中的电流检测串联连接，互感器的磁线圈的电流电路中的电压源串联连接，且控制单元与电流感应和电压源连接；读取电流传感器，并借助于控制单元控制电压源，以执行根据本发明的方法；以及从控制单元输出信号，包括互感器的一次电流的直流电流分量以及交流电流分量。

本发明还用于测量混合电流的全部应用领域。但是，尤其适用于除了直流电流分量之外还包含交流电流分量的电气设备的差动电流或剩余电流的测量。但是，这不意味着限制本发明的范围。

附图说明

在接下来的段落中，将参照附图详细描述本发明。图中：

图1是根据本发明的结合了电阻补偿的电流互感器的电路图，

图2是理想化的磁化曲线，

图3示出了本发明的一种实施例的一个测量循环的、二次电压的电流-时间特征图，

图4显示了贯穿根据图3中示出的实施例的一个测量循环的、线圈电压的电压-时间特征图，

图5显示了根据本发明另一个实施例的具有剩磁及脉冲序列的磁化曲线，

图6显示了根据本发明的一种实施例的矩形断流信号的时间特征，

图7显示了根据图6中示出的实施例的循环和循环频率同步窗函数的时间特征，

图8为根据图6和图7中示出的实施例的间隙正弦信号，

图9为根据本发明一种实施例的、具有精确的电阻和偏移补偿的二次电流的电流-时间图，其中，假设反向电流为零，

图10显示了根据本发明一种实施例的二次线圈的欧姆电阻的具有伪补偿的二次电流的电流-时间图，

图11显示了根据图10中示出的实施例的二次线圈的欧姆电阻的具有伪补偿的双锯齿形信号的电流-时间图，

图12显示了根据本发明的一种实施例的偏移电压的具有伪补偿的锯齿形信号的电流-时间图，

图13为用于实现根据一个实施例的方法的、根据本发明的设备的框图，

图14显示了根据本发明的设备的一种优选的实施例，以及

图15为具有根据本发明的一种实施例的有源偶极子的、根据本发明的电阻补偿的详细视图。

发明的详细描述

在图1中，所示出的根据本发明的电流互感器的电路图具有根据本发明一种实施例的电阻补偿。二次线圈3具有线圈电感Ls以及二次线圈的欧姆电阻Rcu。电流互感器监控主导体2中差动电流的存在。二次电流Is在二次电路4中流动。线圈的压降Us由电感电压Ui和二次线圈的欧姆电阻上的压降Ucu组成。为了借助于电流互感器测量二次电路4中的差动电流，通过有源偶极子来补偿二次线圈3的欧姆电阻Rcu，其中该有源偶极子形成负的欧姆电阻Rz。这样，由一次电流感应出的二次电流Is的直流分量被维持在二次线圈3中。

根据基尔霍夫第二定律，其为图1中的所有的局部电压的总和：

0＝U_i+U_cu+U_s

0＝U_i+R_cu·I_s+R_Z·I_s (1)

在这种情况下，电感电压Ui为线圈中感应出的电压，Us为线圈电压且Is为二次电流。由于电阻补偿Rz＝-Rcu。因此，得出：

0＝U_i (2)

因此，感应电压为零，且与二次电流无关。然后根据感应定律得出，与线圈相关的磁通量Ф的时间变化为：

因此，不管二次电流Is如何，穿过线圈的磁通量保持不变，且因此，也与剩余电流无关。相反，如果磁通量恒定，穿过铁心的、生成的磁电压的总和必须是恒定的。由此可见，剩余电流中的任何变化与二次电流Is的变化成反比。在磁通量为零的特殊情况下，其结果是产生与补偿霍尔电流互感器相同的情况。每个差动电流，尤其是直流电流，引起通过线圈的成比例的反向电流。

图2显示了理想化的已知的磁化曲线，其具有理想饱和且不存在磁滞。铁心材料内部无剩磁，且具有介于两个饱和磁通密度之间的恒定的磁导率。随着达到饱和，恒定的磁导率跳到零。此磁化曲线基于下面呈现的时间特性。

退磁序列通过，使得在互感器铁心中产生规定的磁通量。为此，给定预定的脉冲序列，其在每个退磁序列期间通过互感器铁心。在此脉冲序列中，通过对互感器的线圈施加电压脉冲或电流直至达到饱和通量来磁化互感器铁心。然后，通过施加相反极性以及规定的磁通量的电压时间区域的二次电压脉冲，再次减小磁通量。

下面参照图3和图4描述根据本发明的循环时间的一种简单的示例，在该示例中，对称的周期退磁序列具有退磁时间te，且测量序列具有测量时间tm。在当前的详细描述中，如图2中示出的，简单的表示形式最初假设为理想化的磁化曲线B(H)。这里，铁心材料为无剩磁的，且具有介于两个饱和通量密度Bs之间的恒定的磁导率。随着达到饱和Bs，磁导率跳到零。

图3描绘了经过循环时间r tz的完整的测量循环的二次电流(Is)的特性，包括退磁时间te的退磁序列，且在中间示出了测量时间的测量间隔tm。图4显示了经过测量循环的线圈电压Us的变化。假设差动电流(且因此反向电流)为零，使得二次电流等于磁化电流。由于图示的简化，图2中的理想化的磁化曲线是基于多个特性的。

正的退磁序列始于对线圈施加具有负的退磁电压Ue的第一电压脉冲，其中，铁心具有饱和的正的二次电流。从剩余的负电流Ir开始，二次电流线性增加。如果互感器铁心内达到饱和通量，线圈的电感等于零。二次电流突然升至最大值+Ib，该最大值+Ib由电流极限指定。由于缺少自感应，线圈电压从-Ue急剧降到零。在随后的另一个电压脉冲(具有正的退磁电压+Ue以及规定的电压-时间区域1)期间，二次电流线性降低直到正的剩余电流+Ir。在下一个具有采样时间tz的测量间隔中，电阻补偿将二次电流保持在恒定值Ir。随后是负的退磁序列，其通过施加具有正的退磁电压+Ue而开始于+Ir且结束于-Ir。

退磁序列一度可适应正使用的电流互感器类型。这里，给定退磁电压Ue，第一和第二电压脉冲的持续时间待定。下面的参考值已证明是脉冲时间的经验法则：

这里，t1是第一电压脉冲的持续时间，t2是第二电压脉冲的持续时间，Φs是电流互感器的饱和通量。饱和通量取决于铁心材料、绕数以及铁心横截面(铁横截面)，且可电子地确定。

在退磁序列的上面的描述中，图2中的铁心的理想化的磁化曲线用于简化说明。实际上，发现应用于差动电流互感器的软磁铁心材料具有一定的抗磁力。此事实对退磁序列期间磁化电流的特性有影响。如图2中示出的，如果互感器铁心中的磁通量超过零值，磁化电流不等于零，而是相当于强制(coercive)电流。强制电流的一部分也包含在退磁序列结束时保留的剩余电流中。因此，剩余电流不仅取决于磁化序列的电压-时间区域，还依赖于各自的电流互感器的强制电流。除了铁心材料之外，互感器铁心的长度(铁程)对强制电流也有影响。例如，由于对长度的依赖，具有较大直径的电流互感器通常具有比较小的电流互感器更大的强制电流。如果典型的互感器强制电流(因数2)明显高于期望的剩余电流，可经由退磁序列的电压-时间区域、仅通过选择接近饱和的剩余磁通量来单独调整期望的剩余电流。由于已经减小了此区域中磁化曲线的上升dB/dH，在退磁序列之后的测量间隔中能够获得较低的线圈差动电感。然后反过来，如果电阻补偿不精确，这会引起二次直流电流的更快的下降。在公式Is(t)中，差动电感包括为Ls。较小的线圈电感Ls导致二次电路中总的欧姆电阻Rg的较小的时间常数T不等于零。因此，期望的是，想要的剩余电流的剩余磁通量比饱和通量小得多，也即，位于磁化曲线的急剧增加的区域中。

因此，在本发明的一种实施例中，退磁序列通过第三电压脉冲延长，该第三电压脉冲施加于线圈，具有与第二电压脉冲相反的极性。在图5中，画出了电流互感器的全部磁化曲线。这里，Φ是与线圈相关的磁通量，Is是二次电流。退磁序列的第一电压脉冲之后，铁心饱和于饱和通量+Φs。在第二电压脉冲期间，互感器铁心的磁通量Φ遵循突出显示的曲线路径的特性。在磁通量刚低于+Φs时，二次电流已经达到剩余电流值-Ir。如果在此结束电压脉冲，尽管应设置期望的剩余电流，铁心仍然保持在具有较低曲线梯度dΦ/dIs的区域中，且差动电感将较低。如果电压脉冲持续直至达到Φ＝0，互感器铁心保持在具有较大的曲线梯度的区域中，但是二次电流几乎与强制电流-Ic一样高。从与第一和第二电压脉冲相比较短的、第三电压脉冲的开始到结束过程中，较高的二次电流降低，由此，仅互感器铁心中的磁通量略微增加。曲线从完整的磁化曲线开始分支且在剩余电流+Ir处结束。因此，具有三个电压脉冲的退磁序列提供了对剩余电流和剩余磁通量的优化设置。

在另一种实施例中，在退磁序列期间未确定反向电流且因此未确定差动电流，因此，在退磁时间te期间，使得从二次电流获得的测量信号的时间特性，使得相对于实际特性，剩余电流具有循环间隙。为了进一步的处理，用瞬时零值填充这些间隙。数学上，如图6中示出的，这相当于与具有矩形断流信号的差动电流特性相乘。

此外，在根据图7的进一步的处理之前，不连续的测量信号与循环频率以及循环同步正弦信号相乘。上述断流信号和正弦窗函数的乘积为根据图8的零交叉中的不连续的正弦信号。

图9显示了具有饱和通量的交流极性的、由循环退磁序列引起的矩形磁化交流电流。为了显示，假设反向电流为零，使得二次电流和退磁电流相等。未示出退磁序列期间二次电流Is的特性。用电流零值填充随之发生的间隙。退磁时间为te，tm为测量时间，tz为循环时间，Ir为剩余电流。

在本发明的其它实施例中，在微处理器的帮助下执行该方法，该微处理器通过傅里叶分析协调地分解各信号并评估各信号。

下面，参照根据图9的矩形波磁化交流电流的谐波。这样的具有间隙的矩形信号具有以下用于傅里叶级数的余弦(Cn)和正弦成分(Sn)系数。

C_n＝0

当n为偶数时，S_n＝0；

当n为奇数时，且

其中，n为多个循环频率，b为间隙的一半宽度，单位为弧度。本文中的这些和全部其它傅里叶级数归一化为周期2π的一个信号的振幅。

但是，在测量信号中，还出现了不想要的频率，导致如图6中示出的矩形断流信号具有间隙。更具体地，由于退磁序列的电流特性被零替换，出现了不想要的信号，由此，数学上，该替换等于将二次电流特性与矩形相乘，且解析由许多频率组成的该矩形。

将信号的每个频率分量与剩余电流的全部频率分量相乘，由此，出现了总和以及差分频率。不想要的频率分量出现的程度取决于断流信号的频谱。其傅里叶级数具有以下余弦Cn和正弦Sn项系数。断流信号具有以下傅里叶系数：

当n为偶数时，

当n为奇数时，C_n＝0,S_n＝0且

其中，n为多个循环频率，b为一个循环(循环时间，tz)期间获得的间隙的一半宽度，单位为弧度。

然后，当b较小的时候，获得较小的系数。当相乘对测量信号没影响时，b越小，断流信号越类似于连续的单一信号。尽管退磁电压实际上受限，退磁时间te不能任意地小。较小的b预示着较高的循环时间。当测量间隔期间的磁化电流的时间变化较小时，即便具有高的剩余直流，较长的循环时间也是可能的。因此，长期将磁通量保持恒定的、可能的准确的电阻补偿是测量信号中不想要的频率占极少数的先决条件。

可通过使用图7中示出的窗函数进一步减小不想要的频率分量。因此，图8中示出的不连续的正弦信号具有以下傅里叶系数。

C_n＝0

当n为偶数时，S_n＝0；

当n为奇数时，

为了维持可能的准确的电阻补偿，根据本发明另一个实施例，持续检测并补偿随温度变化的线圈电阻的变化。因此，根据本发明设计退磁序列，使得在二次电路中保持足够高的剩余电流。这导致图9中示出的、上面描述的理想的矩形二次电流通路，其中，反过来，假设反向电流为零。未示出退磁序列的二次电流。二次电流引起测量间隔期间二次线圈的欧姆电阻Rcu上的和负的欧姆电阻Rz上的压降。在伪补偿的情况下，电压的和等于零，导致磁通量变化，且因此导致二次电流的变化。在过补偿的情况下(也即，过大的负电阻)，二次电流增加。在不完全补偿或欠补偿的情况下，二次电流降低。图10中示出了所生成的特性，其被认为是图9中的初始矩形二次电流和图11中示出的双锯齿信号的和。

再有，可通过相关器确定对应的双锯齿部分的存在和极性。利用了以下事实：傅里叶级数具有未包括在图9示出的矩形信号中的这种双锯齿信号余弦分量。图11形式的双锯齿信号具有以下傅里叶系数：

当n为偶数时，C_n＝0；

当n为奇数时，

当n为偶数时，S_n＝0；

当n为奇数时，

根据所确定的C1分量的极性，负电阻增加或减小，由此调节电阻补偿。

为了计算C1分量，优先使用上面描述的窗函数。由于

将测量信号与具有C1分量的窗函数相乘，得到具有双循环频率的正弦波信号S2。其然后相应地相关。

由于双锯齿信号相对于剩余电流的振幅非常小，双锯齿信号(即，具有线性增加的信号)是有效的简化。根据Is(t)的等式(1)，这对应着与时间常数T相关的非常小的t，使得Is(0)的特性可近似如直线地达到Is(t)。

电阻补偿的目标是，不论二次电流是否为零值都维持图1中线圈电感Ls上的电感电压Ui。通过运算放大器的使用，可通过其偏移电压在测量信号上叠加直流电流电压。根据运算放大器技术，这里，偏移电压(Uo)是二次电路中所有想要的直流电流电压的和。现在，如果根据基尔霍夫二次定律而在二次电路中出现了偏移电压，电感电压变为等于零，且对应于偏移电压。这导致磁通量以及磁化电流的时间变化，且导致剩余电流的测量误差。磁化电流随着速度dl/dt＝Ui/Ls线性变化。

通过特别平衡的精密运算放大器或斩波器放大器来提供足够小的偏移电压Uo。由于其低带宽，这里可不使用斩波器放大器。精密运算放大器增加了电子成本，这不是该任务的意义。

因此，根据本发明的特别的实施例，在二次电路中引入另外的受控电压源-偏移补偿电压源24。控制此偏移补偿电压源24以使其电压与偏移电压相反，且补偿其电压以使感应电压再次等于零。为了尽可能精确地获得此偏移补偿，必须持续检测并补偿随温度变化的偏移电压中的变化。使用图9中示出的精确的偏移补偿，出现了矩形二次电流特性，其中，为了显示，转而假设反向电流为零。在伪补偿的情况下，图12的锯齿信号叠加此矩形特性。由于锯齿信号S2包含频率循环的谐波且该谐波在磁化交流电流或电阻补偿的双锯齿信号中均不发生，可通过相关器确定测量信号中对应的锯齿形信号的存在和极性。根据图12的锯齿信号具有以下傅里叶系数：

当n为偶数时，

当n为奇数时，C_n＝0；

当n为偶数时，

当n为奇数时，S_n＝0。 (10)

依靠检测到的测量信号中S2分量的极性，偏移补偿电压源24的电压增加或减小，且因此调节偏移补偿。

参照图13，更详细地解释了根据本发明的设备的示例以及信号流。图13显示了实现该方法的设备的框图。在这里示出的实施例中，二次线圈3的串联电路的二次电路4包括：形成有源偶极子5的负的欧姆电阻Rz；用于二次电流Is的电流传感器10；可控电压源退磁序列14；以及用于偏移补偿电压源24。

电流传感器10和转接开关11产生从二次电流Is测得的信号。退磁序列的控制器15控制转接开关11，使得退磁时间te期间的测量信号对应于零信号，且在测量时间tm期间对应于电流检测器10的输出信号。

退磁序列的控制器15生成退磁序列并控制经由可控电压源退磁序列14的输入而感应到二次电路4中的电压。

来自转接开关11的测量信号被馈送到有效值队列13中。剩余电流补偿加法器12、剩余电流补偿41的相关器16以及剩余电流补偿41的矩形波生成器17从测量信号中去除矩形磁化交流电流部分。为此目的，测量信号还被施加到剩余电流补偿41的相关器16中，该相关器基于矩形磁化交流电流的基本谐波S1的振幅来确定矩形磁化交流电流的振幅。所确定的振幅被馈送到矩形波生成器17。这产生了循环频率以及具有由剩余电流补偿41的相关器16给定的振幅的同步矩形信号。因此，矩形波生成器17的输出处的信号特性对应于测量信号中的磁化电流的特性。剩余电流补偿加法器12从测量信号中减去矩形波生成器17以此方式生成的相关信号，并将结果馈送到有效值队列13。

窗函数生成器9、电阻补偿乘法器8、锯齿信号相关器7、电阻补偿40的第二控制器6以及电阻补偿40的有源偶极子5用于补偿二次线圈的欧姆电阻Rcu，并用于电阻补偿的控制。为此目的，提供来自窗函数生成器9的循环频率以及同步正弦信号作为电阻补偿乘法器8的输入，且由此，将窗函数应用于测得的信号。将两个信号的乘积应用于锯齿信号相关器7。锯齿信号相关器7通过电阻补偿乘法器8中出现的、来自测量信号的谐波C1的谐波S2的振幅，确定测量信号中的双锯齿信号的振幅和极性。电阻补偿40的第二控制器6控制有源偶极子5的负电阻，使得由锯齿信号相关器7计算的振幅变为等于零，因此有源偶极子5的负电阻补偿二次线圈3的欧姆电阻Rcu。偏移补偿42的相关器22、偏移补偿调节器23和偏移补偿电压源24用于补偿二次电路4中的偏移电压，并用于此补偿的控制。偏移补偿42的相关器22通过测量信号中谐波S2的振幅来确定测量信号中的锯齿分量的振幅。偏移补偿调节器23控制偏移补偿电压源24，使得振幅等于零，也即，由偏移补偿电压源24的电压来补偿二次电路的偏移电压。

图14显示了本发明的另一种非常有利的实施例。使用电流传感器10获得的信号通过假频滤波器18和模数转换器19提供给计算机20。计算机20控制通过数模转换器21和可控电压源25引入到二次电路4中的电压。

在测量间隔期间，计算机20控制可控电压源25，使得由电流传感器10和可控电压源25组成的串联连接形成具有负的二次线圈的欧姆电阻Rcu的有源偶极子。计算机20还生成退磁序列，并通过可控电压源25提供二次电路4中需要的电压。此外，其确定剩余电流并调节电阻补偿以及偏移补偿。

此实施例可有利地用于确定电流互感器分别用于各过程时的必要参数。通过可控电压源25将直流电压引入到二次电路4中以及通过电流传感器10测量调整直流电流，由此确定二次线圈的欧姆电阻Rcu的初始值。如该方法中描述的，随后检测二次线圈的欧姆电阻Rcu随温度的改变，并调节电阻补偿。

此外，计算机20通过可控电压源25将矩形交流电流电压引入到二次电路4中，由此确定磁通量。这里，计算机20总是在其检测到二次电流急剧增加时(这通常为饱和)借助于电流传感器10来改变电压极性。因此，铁心在其两个饱和通量之间来回震荡。然后，在产生的震荡的持续期间，根据交流电压的振幅计算饱和通量。

此实施例的一个优势是：测量方法所需要的、根据图13的信号处理是通过软件广泛地实现的。电子产品的范围较低，这引起低成本，且因此对讨论中的任务而言非常有意义。电子产品所需的较小的空间有利于实现该方法的多通道设备的设计，若干个电流互感器可连接至该多通道设备。多个通道共用计算机、电源以及这样的设备的通信电子元件。进一步降低了对于安装电子设备至关重要的、每个监控通道的成本。

在以下段落中，参照图15详细说明了具有有源偶极子的电阻补偿的可能设备。在此示出的实施例中，二次电路4包括二次线圈3和有源偶极子5的串联连接，该有源偶极子5形成负的欧姆电阻Rz，且具有放大器V1和V2。放大器V1以电流电压转换器运行，具有传输因数F1＝U1/Ls＝R1。V2作为反相放大器被连接，具有F2＝Us/U1＝-R3/R2。R2＝R3时，所获得的有源偶极子的传输因数F1*F2＝-R1。因此，如果对所描绘的电路输入正的二次电流Is，负压降Us＝-R1*Is调整。该电路形成负的欧姆电阻Rz。

对于精确的电阻补偿，设电阻R1的值为Rcu。对于任意二次电流Is，出现线圈电感-Ui＝Ucu+Us＝0。通过精确的电阻补偿，二次电路4不允许感应电压Ui，因此，铁心中的磁通量不随时间变化。二次电路的总的欧姆电阻Rg上的最小的感应电压(等于零)将立即引起较高的二次电流，这与磁通量中的变化相反。

在另一个实施例中，进一步使用较长的相关时间，使得总体上仅存在针对相关结果的缓慢响应。优先通过许多测量循环中的相关性以及0.3Hz左右的较低的循环频率来实现较小范围的振幅测量。可导致测量误差的剩余电流频率分量的频率范围较窄。还可设想，相关结果中的突然变化被评估为错误，通过这样的方式丢弃相关结果，且如果需要的话，丢弃循环频率，因此改变敏感频率范围。

通过这样有利地使得该测量方法可较少受到差动电流的不利的频率分量的影响。这在剩余电阻的确定、电阻补偿的调节以及偏移补偿的控制中是特别重要的，其中，通过相关性(S1、C1、S2)来测量所测得的信号中的特定循环-同步频率分量的振幅。如果剩余电流包含这些频率，则原则上会出现测量误差。

根据本发明，使用了以下事实：由于温度变化，因此在二次线圈中出现的剩余电流和二次线圈的欧姆电阻Rcu的变化是缓慢的过程。因此，相关结果中的迅速变化表示差动电流中的干扰频率。

因此，其中一个优点是：铁心覆盖的导体中没有感应出干扰电压。现有技术中描述的多谐振荡器将矩形的急剧上升的交流电流电压应用到二次线圈上。尽管多谐振荡器的频率通常低于1kHz，但该谐波扩展到大约150kHz且因此与本设备的电磁兼容性的评估相关。

符号

A 断流信号

B 磁通密度

Bs 饱和通量密度

Cn 傅里叶余弦系数

F 窗函数

F1 传输因数

F2 传输因数

Ф 交链磁通量

Фs 饱和通量

H 磁场强度

Ib 二次电流的最大值

Ic 强制电流

Id 双锯齿信号

Ir 剩余电流

Is 二次电流

Is0 二次直流电流的初始值

Iz 锯齿信号

Ls 线圈电感

R1 电阻器

R2 电阻器

R3 电阻器

Rcu 二次线圈的欧姆电阻

Rz 负的欧姆电阻

Sn 傅里叶正弦因数

T 时间常数

U1 放大器输出电压

Ucu 二次线圈的欧姆电阻两端的电压

Ue 退磁电压

Ui 感应电压

Us 线圈电压

b 间隙的一半宽度，单位为弧度

fz 循环频率

n 多个循环频率

t 时间

t1 第一电压脉冲的持续时间

t2 第二电压脉冲的持续时间

te 退磁时间

tm 测量时间

tz 循环时间

Uo 偏移电压

A 矩形断流信号

Wie 矩形磁化交流电流

参考

1 电压-时间区域

2 主导体

3 二次线圈

4 二次电路

5 有源偶极子

6 第二控制器

7 锯齿信号相关器

8 电阻补偿乘法器

9 窗函数生成器

10 电流传感器

11 转接开关

12 剩余电流补偿加法器

13 有效值队列

14 可控电压源退磁序列

15 退磁序列的控制器

16 剩余电流补偿的相关器

17 矩形波生成器

18 假频滤波器

19 模数转换器

20 计算机

21 数模转换器

22 偏移补偿的相关器

23 偏移补偿调节器

24 偏移补偿电压源

25 可控电压源

V1 运算放大器

V2 运算放大器

R1 电阻器

R2 电阻器

R3 电阻器

40 电阻补偿

41 剩余电流补偿

42 偏移补偿

Claims

1.一种借助于电流互感器测量电流的方法，其中：

在所述电流互感器的二次电路(4)中，借助于有源偶极子(5)补偿二次线圈(3)的欧姆电阻Rcu，所述有源偶极子(5)形成负的欧姆电阻Rz以维持通过一次电流在所述二次线圈(3)中感应出的二次电流Is的直流分量，

其中，所述有源偶极子(5)的负电阻的量对应于所述二次线圈(3)的所述欧姆电阻Rcu，以及

其中，测量所述电流互感器的所述二次电流Is，从而确定二次直流电流和/或与主导体(2)的混合剩余电流对应的反向电流，

为了在所述互感器铁心中生成规定的磁通量，预定的脉冲序列穿过螺线管线圈至所述互感器铁心，其中，通过对所述互感器的线圈施加第一电压脉冲或电流直到饱和磁通Фs来磁化所述互感器铁心，以及

随后通过施加相反极性且规定电压-时间区域(1)的第二电压脉冲进一步减小所述磁通量，

其中，由于对两个饱和极性都施加具有预定频率且交替地具有相反的符号的脉冲序列，通过生成磁化交流电流确定与生成的和规定的磁通量对应的、所述二次线圈(3)中的磁化电流。

2.根据权利要求1所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其中，选择所述第二电压脉冲的所述电压-时间区域(1)，且在此基础上，在所述第二电压脉冲之后施加规定的第三电压脉冲，所述第三电压脉冲具有与所述第二电压脉冲相反的极性，使得在所述互感器中实现工作点，其中，通过与饱和电流相关的较小的磁化电流，所述互感器的差动电感尽可能大。

3.根据权利要求1所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其中，形成具有循环时间tz的测量循环，在每个周期中有着具有退磁时间tz的时间间隔以及具有测量时间tm的时间间隔。

4.根据权利要求1或2所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其中，计算复合磁化交流电流的振幅，并生成校正信号，所述校正信号在特性和振幅上相当于矩形磁化交流电流，且根据计算出的校正信号来校正所述测量信号。

5.根据权利要求1或2所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其中，为了进一步处理而调整所述测量信号，使得对应一个极性的所述预定的脉冲序列的电压脉冲的时间间隔的、所述测量信号中的所有时间间隔te具有预定的恒定值。

6.根据权利要求5所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其中，所述调整的测量信号与窗函数相乘。

7.根据权利要求6所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其特征在于，所述窗函数是:循环频率或同步正弦波信号。

8.根据权利要求1或2所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其中，基于检测到的所述二次线圈(3)的欧姆电阻Rcu的不完全补偿和/或过补偿，调节生成的负的欧姆电阻Rz的大小。

9.根据权利要求8所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其中，从所述测量信号确定谐波的振幅，由此确定所述二次线圈(3)的所述欧姆电阻Rcu的所述不完全补偿或过补偿，这在磁化交流电流与矩形信号形式发生偏差的情况下发生。

10.根据权利要求1或2所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其中，确定并随后补偿发生在所述二次电流中的偏移电压。

11.根据权利要求10所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其特征在于，所述二次电流中的偏移电压通过使用电子元件引起。

12.根据权利要求11所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其中，通过使用来自所述测量信号的谐波的振幅借助于相关性确定所述偏移电压的值，通过所述偏移电压的值将简单的锯齿信号Iz与双锯齿信号Id或矩形信号区分。

13.根据权利要求1或2所述的借助于电流互感器测量电流的方法，用于电气设备中差动电流或剩余电流的测量，除了交流电流分量外，所述差动电流或剩余电流还包含直流电流分量。

14.根据权利要求1或2所述的借助于电流互感器测量电流的方法，其中，在所述互感器铁心中输出所述预定的脉冲序列的磁线圈为转化器的所述二次线圈(3)。

15.一种测量电流的设备，用于与电流互感器的线圈的二次端子耦合，且与所述电流互感器协作，适用于执行根据权利要求1至14中的一项所述的借助于电流互感器测量电流的方法。

16.根据权利要求15所述的测量电流的设备，其中，所述设备包括与控制器相连的至少一个可控电压源(25)以及至少一个电流传感器(10)。

17.根据权利要求16所述的测量电流的设备，包括有源偶极子(5)，其经由第一调节器与所述电流传感器(10)相连，使得形成控制电路，所述控制电路用于经由所述电流传感器(10)生成测量信号的规定的频率分量。

18.根据权利要求16或17所述的测量电流的设备，进一步包括第二控制器(6)，用于将有源偶极子(5)的负的欧姆电阻Rz调整为随温度变化的欧姆线圈电阻。

19.根据权利要求18所述的测量电流的设备，其中，所述第二控制器配置用于通过傅里叶系数并借助于所述测量信号的不想要的频率分量的补偿，执行所述有源偶极子(5)的负的欧姆电阻Rz的所述调整。

20.根据权利要求19中所述的测量电流的设备，其中，用微控制器实现所述第二控制器。

21.一种测量电流的系统，包括感应电流互感器以及根据权利要求16至20中的一项所述的测量电流的设备。

22.一种借助于电流互感器测量电流的方法，包括以下步骤：

用电气设备扩展所述电流互感器的二次电路(4)，使得用于形成负的欧姆电阻Rz的有源偶极子(5)和所述互感器中的所述二次电路(4)的电流传感器(10)串联连接，所述互感器的二次线圈(3)的电路中的电压源(25)串联连接，并且控制单元与所述电流传感器(10)和所述电压源(25)相连；

读取所述电流传感器(10)并借助于所述控制单元控制所述电压源(25)，以执行根据权利要求1至14中的一项所述的借助于电流互感器测量电流的方法；以及

从所述控制单元输出输出信号，所述输出信号包含转换器的一次电流的直流电流分量和交流电流分量。